torio como cunbustible nuclear
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TORIO COMO COMBUSTIBLE NUCLEAR
Por: Carlos Enmanuel Villanueva
El isótopo natural torio-232 es un material fértil, y con
una fuente de neutrones adecuado puede ser utilizado
como combustible nuclear en los reactores nucleares,
incluidos los reactores reproductores. En 1997, el
Departamento de Energía de EE.UU. financió la
investigación de combustible de torio, y la investigación
también se inició en 1996 por la Agencia Internacional de
Energía Atómica, para estudiar el uso de reactores de
torio.
Científico nuclear Alvin Radkowsky de la Universidad de Tel
Aviv en Israel, fundó un consorcio para desarrollar reactores de
torio, que incluía otras sociedades: Raytheon Nuclear Inc.,
Laboratorio Nacional de Brookhaven y el Instituto Kurchatov
de Moscú.
Un informe de 2005 de la Agencia Internacional de la Energía
Atómica discute los posibles beneficios, junto con los desafíos
de los reactores de torio. India también ha hecho reactores
nucleares basados es torio una prioridad que se centra en el
desarrollo de la tecnología de neutrones rápidos.
Algunos de los beneficios de combustible de torio cuando se
compara con el uranio se resumieron de la siguiente manera:
• Material fisionable para armas nucleares es más difícil de
recuperar de forma segura y clandestina de un reactor de
torio.
• Torio produce 10 a 10.000 veces menos longevos residuos
radiactivos.
• Torio no puede mantener una reacción nuclear en cadena sin
imprimación, para la fisión se detiene de forma
predeterminada en un reactor impulsado acelerador.
Minería torio produce un solo isótopo puro, mientras que
la mezcla de isótopos de uranio natural debe ser
enriquecido para funcionar en la mayoría de los diseños
comunes del reactor. El mismo ciclo también podría
utilizar el U-238 fisionable componente del uranio
natural, y también contenida en el combustible agotado
del reactor;
La Alianza de Energía torio, una organización de apoyo
educativo, hace hincapié en que "hay suficiente torio
en los Estados Unidos solamente al poder del país en
su nivel actual de energía de más de 10.000 años."
La preparación de combustible de torio no requiere la
separación isotópica, a diferencia de la preparación de
combustibles de uranio.
El ciclo de combustible de torio crea 233U, que, si está
separado de combustible del reactor, podría con un poco de
dificultad ser utilizado para la fabricación de armas
nucleares. Esta es una razón por la cual se prefiere un ciclo
de combustible líquido. Torio puede ser y ha sido utilizado
para alimentar plantas de energía nuclear que utilizan tanto
el diseño modificado tradicional Generación III reactor y
generación diseños de reactores prototipo IV.
El uso de torio como combustible alternativo es una
innovación siendo explorado por el Proyecto Internacional
sobre Reactores Nucleares ciclos del combustible y, llevados
a cabo por la Agencia Internacional de Energía Atómica.
Mucho trabajo de desarrollo sigue siendo necesario antes de
que el ciclo de combustible de torio pueda ser
comercializado para su uso en reactores de agua ligera. El
esfuerzo no ha parecido digno de él mientras abundante
uranio está disponible.
ESTACIÓN DE ENERGÍA NUCLEAR
COMERCIAL
Reactor de Kakrapar-1 de la India es el primer reactor del
mundo que utiliza torio en lugar de uranio empobrecido para
alcanzar el poder aplanar a través del núcleo del reactor. India,
que tiene alrededor de 25% de las reservas de torio en el mundo,
se está desarrollando un prototipo de 300 MW de torio basado
en reactor avanzado de agua pesada.
Se esperaba que el prototipo estuviera en pleno
funcionamiento en 2013, después de lo cual se construirán
cinco reactores más. El reactor es un reactor reproductor
rápido y utiliza un núcleo de plutonio en lugar de un
acelerador para producir neutrones. India piensa basarse para
satisfacer el 30% de su demanda de electricidad a través de
reactores basados en el torio en 2050.
PROYECTOS DE ENERGÍA TORIO
EXISTENTES
El alemán THTR-300 fue la primera central comercial
impulsado casi en su totalidad con el torio. 300 MWe reactor
AHWR de la India comenzó a construirse en 2011.
El combustible principal del Proyecto HT3R cerca de
Odessa, Texas, EE.UU. será a cuentas torio con
recubrimiento cerámico. La fecha más temprana para que el
reactor esté en funcionamiento se encuentra en 2015.
Los mejores resultados se obtienen con los
reactores de sales fundidas, como el reactor de
torio fluoruro líquido de ORNL, que tienen una
función de la velocidad de reacción de
retroalimentación negativa debido a la sal de
expansión y por lo tanto el límite de reactor por
carga. Esta es una gran ventaja de seguridad, ya
que no se necesita ningún sistema de
refrigeración de emergencia, que es a la vez caro
y añade la ineficiencia térmica.
De hecho, un MSR fue elegido como el diseño de la base de la
década de 1960 aviones nucleares del Departamento de
Defensa en gran parte debido a sus grandes ventajas de
seguridad, incluso en las maniobras de aeronaves.
En el diseño básico, un MSR genera calor a temperaturas más
altas, de forma continua, y sin paradas de repostaje, lo que
puede proporcionar aire caliente a una turbina más eficiente.
Reactores CANDU de Atomic Energy Canada
Limited son capaces de usar el torio como
combustible. En la conferencia anual de 2011 de la
Academia de Ciencias de China, se anunció que
"China ha iniciado un proyecto de investigación y
desarrollo en la tecnología de reactor de sales
fundidas torio."
PROYECTOS COMBINACIÓN DE URANIO Y
TORIO
Fort St. Vrain Generating Station, un HTGR demostración
en Colorado, EE.UU., operando desde 1977 hasta 1992,
emplea combustible de uranio enriquecido que contenía
también torio. Esto dio como resultado una alta eficiencia
de combustible debido a que el torio se convirtió en uranio
y luego fisionado.